Literaturseminar_Doris

Die Rolle von benthischen
Evertebratenarten in
Süßwasser-Ökosystemen
Einleitung

Bodenschlamm von Gewässern erscheint auf den 1. Blick
einheitlich. Durch physikal. und chemische Prozesse entsteht
horizontale u. vertikale Heterogenität im Substrat. Diese ist
Voraussetzung für Entstehen der Nischen. Benthische MakroEvertebraten graben tief ins Sediment und beschleunigen den
Nährstoffkreislauf. Muscheln, Krebsen, Röhrenwürmern und
aquatische Insektenlarven graben sich ein, vermischen das
Sediment, belüften tiefere Schichten und erhöhen Recyclingrate von N, P und organischem C.
Diversität von benthischen
Süßwassergesellschaften
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Diptera: vielfältigste Ordnung
- Hutschison (1993) schätzt, dass sich weltweit 20.000 Dipterenarten im Süßwasser vermehren (= Vierfaches der Käfer)
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Im Benthos große Artenzahl von Protozoen, Krebsen
und anderen Gruppen
Bei bestimmten Taxa erst kleiner Prozentsatz entdeckt.
Laufend Entdeckung neuer Formen, v.a. am Grund
tiefer Gewässer (dort regionale Endemiten durch
Isolation und Anpassung an besondere Bedingungen)
Bedeutung von einzelnen Arten im
Ökosystem-Prozess
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Jede Art kann unter unterschiedlichen Bedingungen leben, mit
verschiedenen Arten, die unterschiedlich wichtig für
ökologische Prozesse sind.
Bei Änderungen in Verteilung und Häufigkeit -> starke und
unerwartete Reaktionen v. anderen Arten, da diese versuchen,
die Änderungen der assoziierten Art zu kompensieren.
Palmer et. al (1997): Bestimmte benthische Arten sind bes.
wichtig, um festzustellen, wie organisches Material in
Süßwasser-Ökosystemen verarbeitet wird.
Zoobenthische Arten (bes. Krebse) beeinflussen den
Nährstoffkreislauf. Im Nahrungsnetz ist eine Art mit
verschiedenen Arten verknüpft und interagiert mit ihnen. Die
Arten v. sedimentbewohnenden Makro-Evertebraten
untereinander nicht austauschbar.
Diversität und Redundanz von
Ökosystemen
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Nischentheorie + Ernährungstheorie ->
„Nietenhypothese“ (Ehrlich und Ehrlich, 1981): Jede Art
kann eine essentielle Rolle in der Fortdauer einer Gesellschaft
spielen, und einige Arten können als die einzigen Repräsentanten
einer best. funktionellen Gruppe übrigbleiben.
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Oft Überlappung in der Ressourcennutzung
konkurrierender Arten. Trotzdem Fortdauer der Vorgänge
im Ökosystem. Grund: Nicht jede Art ist zu jeder Zeit
gleichnotwendig dafür.
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-> Redundanzhypothese
Redundanzhypothese
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3 Subhypothesen:
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1) Hypothese der funktionellen Gruppe: Von jeder
funktionellen Gruppe muss 1 Art vorhanden sein.
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2) Hypothese der Ernährungsstufen: Biomasse oder
Umsatz von Organismen auf jeder Stufe müssen einheitlich
sein und unabhängig von der Artenzusammensetzung.
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3) Schlüsselartenhypothese: Nur wenige Arten sind wirklich
notwendig für die Vorgänge im Ökosystem (Schlüsselarten).
Artenredundanz in Süßwassersedimenten
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Redundanz niedrig, z.B. Viele zoobenthische Arten besetzen
zahlreiche Mikrohabitate entlang von Fließgewässern oder in
unterschiedlichen Tiefen und zu unterschiedlichen Zeiten im
Jahr. Räumliche und zeitliche Verteilung, wahrscheinlich durch
Bevorzugung unterschiedlicher Temperatur- und pH-Bereiche
sowie von unterschiedlicher Strömungsgeschwindigkeit und
Substrattypen.
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Außerdem unterschiedliche Fähigkeit der Arten, sich zu
verbreiten und in bestimmten Mikrohabitaten zu leben.
Die Rollen von benthischen Arten in
ökologischen Prozessen

Benthische Evertebraten haben wichtige Funktionen in
Süßwasser-Ökosystemen:
1. Beschleunigung der Zersetzung von Detritus: Benthische Evertebraten
verarbeiten ca. 20 – 73 % d. Eintrages an Ufer-Laubstreu in den Oberläufen
2. Freisetzung der gebundenen Nährstoffe durch Fressen, Graben im
Sediment und durch Exkretion. -> Beschleunigung des Wachstums
von Mikroorganismen und Pflanzen.
3. Viele benthische Evertebraten sind Räuber und kontrollieren Zahl,
Standort und Größe ihrer Beute
4. Sie sind selbst Nahrung f. Wirbeltiere (Fische, Schildkröten, Vögel)
5. Beschleunigung des Nährstofftransportes zur Freiwasserzone von Seen
und zu angrenzenden Uferzonen von Flüssen.
Funktionelle Ernährungsgilden
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Zusammenfassung von Arten ähnlicher
Mundwerkzeuge:
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Shredder (Zerkleinerer, „Häcksler“):
Zerkleinern großer Stücke von aufbereitetem LaubDetritus mit spezialisierten Mundwerkzeugen
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Scraper (Schaber): Abschaben von Algen oder
„Biofilm“ aus Bakterien und Algen
Durch das Schaben und Zerkleinern von grober
Laubstreu -> Abbau in feine Partikel. Diese können
von Filtrierern verwertet werden.
Detritusfressende Shrimps
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Experiment mit Dekapoden in einem tropischen FlussOberlauf im Luquillo Experimental Forest (Puerto
Rico). National Science Foundation‘s Long Term Ecological
Research program (LTER-Program).
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Cecropia schreberiana (Urticaceae, Brennesselgewächse, ein
tropischer Ameisenbaum), ist ein Baum eines frühen
Sukzessionsstadiums. Er lebt als Ameisenpflanze in Symbiose
mit Ameisen der Gattung Azteca. Ursprüngliches und hauptsächliches Verbreitungsgebiet der Gattung: Neotropis.
Ameisenbäume werden 5 - 15 m hoch.
Cecropia sp.
Cecropia glaziovi
Verbreitungsgebiet der Ameisenbäume
Detritusfressende Schrimpsarten
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Atya lanipes (eine
SüßwasserFächergarnele)
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Xiphocaris elongata
(Gelbhorn- oder
Langnasengarnele)
Detritusfressende Schrimpsarten
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Xiphocaris elongata
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Atya lanipes
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Zerkleinerung d. Laubstreu
und Aufnahme der
Blattfragmente. Dadurch
stiegen Konzentration und
Rate des Transportes der
suspendierten feinen
Partikel flussabwärts.
Anstieg der Konzentration
von gelöstem N und C.
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Abschaben der Blattoberfläche und zusätzlich
Ausfiltrieren des
suspendierten Detritus.
Dadurch geringerer
Flussabwärts-Transport von
feinen organischen
Partikeln.
Weidende Flusskrebse
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Makrophyten enthalten unverdauliche Zellulose und sek.
Inhaltsstoffe -> chemische Abwehr. Diese ist auf
bestimmte Arten von Weidegängern beschränkt.
Änderung der Beseitigungsrate von submerser Vegetation
durch Einwanderung von zusätzlichen herbivoren Arten:

Bsp.: Einwanderung des Flusskrebses Orconectes rusticus in die
Wisconsin-Seen. Die ursprünglich heimische Krebsart Orconectes
virilis war makrophytenschonender als Orconectes rusticus. Dieser
entfernte Makrophytenmatten. ->
- vertrieb dadurch die heimische Art.
- Durch Fehlen schützender Vegetation für Jungfische -> in den
folgenden Jahren Abnahme der Fischbestände.
- Auswirkung auf Gastropoden -> neue Verhaltensweisen
Ausbringung einer benthischen Art
in einen anderen See
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Art: Mysis relicta
(Reliktkrebschen)
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Zweck: Einbringung einer
Beutetierart von einem
nördlichen See in andere
Seen im Westen, um die
Fischpopulation zu
erhöhen.
Ausbringung einer benthischen Art in einen
anderen See
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Auswirkung nach dem Aussetzen: Wanderung von Mysis in
einen Fluss und flussabwärts von dort in einen anderen See
(Flathead See). Dort fraßen sie junges Cladocoera-Plankton,
die Nahrung für Seeforelle und Rotlachs.
-> Verlust von Zooplankton, außerdem wich Mysis in
tieferes Wasser aus und entkam den Fischen
-> Rückgang der Fische im Flathead-See.
-> Rückgang von Weißkopf-Seeadlern und Bären in den
Zuflüssen.
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-> Ausbreitung von benthischen Arten von einem See in
einen anderen gilt heute als ungeeignete Methode.
Folge der Ausbringung von Mysis
Mysis
Abnahme v.
jungem
Zooplankton
Rückgang von
Weißkopf-Seeadler und
von Bären
Verlust v. Nahrung
für Seeforelle und
Rotlachs
Abnahme der Fische, die
flussaufwärts schwimmen,
um zu laichen
Abnahme der
Fischpopulation
Ausblicke
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In den vergangenen Jahrzehnten Erholung der Süßwasserhabitate,
Anstieg ihrer Biodiversität.
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Bsp.: Erie-See: Rückkehr der Eintagsfliegen. Dadurch Aufnahme der gebundenen
Nährstoffe -> stehen den Fischen in Form von Beute zur Verfügung.
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Problem: Invasive Muscheln: Zebramuscheln
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1. entfernen Schwebstoffe
2. Schalen werden von benthischen Evertebraten besiedelt
3. Schalen sind Verstecke für benthische Evertebraten -> entkommen Fischen.
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Wasserverbrauch steigt global. Für die Gewährleistung der
Trinkwasserversorgung ist es wichtig, die ökologische Bedeutung der
benthischen Arten zu kennen und sie der Bevölkerung zu vermitteln.
Benthische Arten sind auch für die Reduktion der Treibhausgase
wichtig. Diese Arten mögen versteckt und unsichtbar sein, doch die
Gesamtheit der Süßwasserversorgung hängt von ihnen ab.
Informationen und Abbildungen:

www.weichtiere.at/Muscheln/suesswasser.html 4. 9. 2010

http://www.tuempeln.de/tuempeltiere/zuckmuecke_larve_b.jpg 4. 9. 2010

http://www.weichtiere.at/Muscheln/einleitung.html 4. 9. 2010

http://de.wikipedia.org/wiki/Ameisenäume 16. 8. 2010

http://www.uvi.edu/sites/uvi/Publications/diversity_freshwater.pdf 7. 9. 2010

http://www.acvariidevis.ro/nevertebrate/creveti/135/yellow-nose-shrimp-yellowrhino-shrimp/651 4. 9. 2010

http://de.wikipedia.org/wiki/Reliktkrebschen 21. 8. 2010

http://de.wikipedia.org/wiki/Rotlachs 21. 8. 2010

http://de.wikipedia.org/wiki/Haliaeetus_leucocephalus 20. 8. 2010